Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением

 

Полезная модель относится к двигателю внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащему по меньшей мере одну головку (2) блока цилиндров и один блок (3) цилиндров, в котором по меньшей мере одна головка (2) блока цилиндров выполнена с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, указанная первая охлаждающая рубашка имеет, на впускной стороне, первое подводящее отверстие (4a) для подачи хладагента и, на выпускной стороне, первое выпускное отверстие (5a) для выпуска хладагента, и блок (3) цилиндров выполнен с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, указанная связанная с блоком охлаждающая рубашка имеет, на впускной стороне, второе подводящее отверстие для подачи хладагента и, на выпускной стороне, второе выпускное отверстие, предусмотренное для выпуска хладагента. Согласно полезной модели, двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением отличается тем, что для образования охлаждающего контура, выпускные отверстия (5a) выполнены с возможностью присоединения к подводящим отверстиям (4a) через модульный узел (1), указанный узел (1) является расположенным смежно короткой торцевой стороне по меньшей мере одной головки (2) блока цилиндров и содержит насос (9) для подачи хладагента, первая точка (4a) подводящего соединения предназначена для первого подводящего отверстия (4a), вторая точка (4b) подводящего соединения предназначена для второго подводящего отверстия, первая точка (5a) выпускного соединения предназначена для первого выпускного отверстия (5a), и вторая точка (5b) выпускного соединения предназначена для второго выпускного отверстия, и первая точка (5a) выпускного соединения выполнена по меньшей мере с возможностью присоединения ко второй точке (4b) подводящего соединения. (Фиг. 1a)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Полезная модель относится к двигателю внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащему по меньшей мере одну головку блока цилиндров и один блок цилиндров, в котором

по меньшей мере одна головка блока цилиндров выполнена с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, указанная первая охлаждающая рубашка имеет, на впускной стороне, первое подводящее отверстие для подачи хладагента и, на выпускной стороне, первое выпускное отверстие для выпуска хладагента, и

блок цилиндров выполнен с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, указанная связанная с блоком охлаждающая рубашка имеет, на впускной стороне, второе подводящее отверстие для подачи хладагента и, на выпускной стороне, второе выпускное отверстие, предусмотренное для выпуска хладагента.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатель внутреннего сгорания вышеизложенного типа используется в качестве узла привода моторного транспортного средства. В рамках контекста настоящей полезной модели, выражение «двигатель внутреннего сгорания» охватывает двигатели с циклом Отто, дизельные двигатели, а также гибридные двигатели внутреннего сгорания, которые используют гибридный процесс сгорания, и гибридные приводы, которые содержат не только двигатель внутреннего сгорания, но также и электрическую машину, которая может быть присоединена в показателях привода к двигателю внутреннего сгорания, и которая принимает мощность из двигателя, или которая, в качестве переключаемого вспомогательного привода, дополнительно выдает мощность.

В целом возможно, чтобы система охлаждения двигателя внутреннего сгорания принимала форму системы охлаждения воздушного типа или системы охлаждения жидкостного типа. Вследствие более высокой теплоемкости жидкостей, возможно, чтобы значительно большие количества тепла рассеивались с использованием системы охлаждения жидкостного типа, чем возможно с использованием системы охлаждения воздушного типа. Поэтому, двигатели внутреннего сгорания согласно уровню техники как никогда часто являются выполненными с системой охлаждения жидкостного типа, так как тепловая нагрузка двигателей постоянно возрастает. Еще одна причина для этого состоит в том, что двигатели внутреннего сгорания все больше и больше подвергаются наддуву и - с целью получения самой плотной возможной упаковки - все большее количество компонентов встраивается в головку блока цилиндров или блок цилиндров, в результате чего, возрастает тепловая нагрузка двигателей, то есть, двигателей внутреннего сгорания. Выпускной коллектор является все больше и больше встроенным в головку блока цилиндров, чтобы быть включенным в систему охлаждения, предусмотренную в головке блока цилиндров, и чтобы коллектор не нужно было производить из высоко термически нагружаемых материалов, которые являются дорогостоящими.

Образование системы охлаждения жидкостного типа делает необходимым, чтобы головка блока цилиндров была выполнена с по меньшей мере одной охлаждающей рубашкой, то есть, вызывает необходимость предоставления каналов для хладагента, которые проводят хладагент через головку блока цилиндров. По меньшей мере одна охлаждающая рубашка питается хладагентом на впускной стороне через подводящее отверстие, хладагент которого, после протекания через головку блока цилиндров, выходит из охлаждающей рубашки на выпускной стороне через выпускное отверстие. Тепло не нужно сначала проводить к поверхности головки блока цилиндров, чтобы рассеиваться, как имеет место в системе охлаждения воздушного типа, но скорее оно сбрасывается в хладагент уже внутри головки блока цилиндров. Здесь, хладагент подается посредством насоса, расположенного в охлаждающем контуре, чтобы указанный хладагент осуществлял циркуляцию. Тепло, которое выпущено в хладагент, тем самым, выпускается изнутри головки блока цилиндров через выпускное отверстие и вновь выделяется из хладагента вне головки блока цилиндров, например, посредством теплообменника и/или некоторым другим способом.

Подобно головке блока цилиндров, блок цилиндров также может быть выполнен с одной или более охлаждающих рубашек. Головка блока цилиндров, однако, является сильнее термически нагруженным компонентом, так как, в противоположность блоку цилиндров, головка оснащена проводящими выхлопные газы магистралями, и стенки камер сгорания, которые встроены в головку, подвергаются воздействию раскаленных выхлопных газов дольше, чем корпуса цилиндров, предусмотренные в блоке цилиндров. Более того, головка блока цилиндров имеет более низкую массу компонентов, чем блок.

В качестве хладагента обычно используется водно-гликолевая смесь, снабженная присадками. Что касается других охлаждающих жидкостей, вода обладает преимуществом, что она не токсична, без труда доступна и дешева, а кроме того, имеет очень высокую теплоемкость, по этой причине вода пригодна для выделения и рассеяния очень больших количеств тепла, что считается в основном полезным.

Для образования охлаждающего контура (см. например WO 2003/048539, опубл. 12.06.2003, МПК F01P 11/00, F01P 5/10, F01P 7/16), выпускные отверстия выпускной стороны, на которых хладагент выходит из охлаждающих рубашек, являются присоединенными или по меньшей мере присоединяемыми к подводящим отверстиям впускной стороны, которые служат для подачи хладагента в охлаждающие рубашки, для этой цели, должны быть предусмотрены магистраль или многочисленные магистрали.

Указанные магистрали не обязательно должны быть магистралями в физическом смысле, но скорее, могут быть встроены участками в по меньшей мере одну головку блока цилиндров или блок цилиндров. Однако, вообще, магистрали идут вне головки блока цилиндров или блока цилиндров, причем протяженная система магистралей обычно реализуется с использованием отрезков шлангов и трубок, формируемых, в особенности, не только для того, чтобы присоединять выпускные отверстия выпускной стороны к подводящим отверстиям впускной стороны, но также для того, чтобы широкое многообразие компонентов присоединялись к охлаждающему контуру, например, насос хладагента, теплообменник или радиатор, масляный радиатор, охладитель наддувочного воздуха, устройство охлаждения для выхлопных газов, которые должны подвергаться рециркуляции, система отопления пассажирского отделения и/или тому подобное. Примером такой магистрали является магистраль рециркуляции, в которой расположен теплообменник, чтобы отводить тепло из хладагента.

Магистрали, в частности, отрезки шлангов и трубок системы магистралей, которая образована, значительно увеличивают требуемое пространство системы охлаждения и, таким образом, узла привода в моторном отсеке. Было бы полезно, чтобы количество магистралей и общая длина магистралей были уменьшены, и чтобы как можно больше магистралей были встроены в наибольшей возможной степени в другие компоненты, чтобы, тем самым, уменьшить требуемое пространство системы магистралей, уменьшить количество компонентов и уменьшить расходы на сборку. Вес и затраты, например, затраты на материально-техническое снабжение и затраты на сборку, также могли бы быть снижены. В частности, встраивание магистралей в другие компоненты устраняет необходимость в сборке и соединительных элементах, и ликвидирует риск утечки.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Исходя из уровня техники, который изложен выше, задача настоящей полезной модели состоит в том, чтобы предоставить двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением согласно ограничительной части пункта 1 формулы полезной модели, который оптимизирован в отношении системы магистралей системы охлаждения, в частности, является компактным, и гарантирует максимально возможно компактную компоновку узла привода в целом в моторном отсеке транспортного средства.

Указанная задача решена посредством двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащего по меньшей мере одну головку блока цилиндров и один блок цилиндров, в котором

по меньшей мере одна головка блока цилиндров выполнена с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, указанная первая охлаждающая рубашка содержит, на впускной стороне, первое подводящее отверстие для подачи хладагента и, на выпускной стороне, первое выпускное отверстие для выпуска хладагента, и

блок цилиндров выполнен с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, указанная связанная с блоком охлаждающая рубашка имеет, на впускной стороне, второе подводящее отверстие для подачи хладагента и, на выпускной стороне, второе выпускное отверстие, предусмотренное для выпуска хладагента,

при этом

для образования охлаждающего контура, выпускные отверстия выполнены с возможностью присоединения к подводящим отверстиям через модульный узел, расположенный смежно короткой торцевой стороне по меньшей мере одной головки блока цилиндров и содержит насос для подачи хладагента, первая точка подводящего соединения предназначена для первого подводящего отверстия, вторая точка подводящего соединения предназначена для второго подводящего отверстия, первая точка выпускного соединения предназначена для первого выпускного отверстия, и вторая точка выпускного соединения предназначена для второго выпускного отверстия, и первая точка выпускного соединения выполнена по меньшей мере с возможностью присоединения ко второй точке подводящего соединения.

Двигатель внутреннего сгорания согласно полезной модели имеет узел, который служит для присоединения выпускных отверстий к подводящим отверстиям, и который упрощает сборку двигателя внутреннего сгорания, в частности, в силу того обстоятельства, что, посредством предварительно изготовленного предварительно собранного узла, охлаждающий контур может формироваться упрощенным образом и быстрее.

Многочисленные отрезки магистралей по меньшей мере частично встроены в узел, например, магистраль, которая ведет из по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашки головки блока цилиндров в насос, или магистраль, которая ведет во второе подводящее отверстие по меньшей мере одной охлаждающей рубашки, которая встроена в головку блока цилиндров, и/или магистраль, которая ведет из второго выпускного проема связанной с блоком охлаждающей рубашки в насос.

Согласно полезной модели, узел имеет многочисленные точки соединений, каждая из которых предназначена для, то есть, выделена под, и присоединена к подводящим отверстиям и выпускным отверстиям охлаждающих рубашек. Как будет подробнее описано ниже, многочисленные полезные варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания отличаются тем, что соединения узла, а таким образом, насоса, с отверстиями формируются, то есть, реализованы, исключительно посредством точек соединения, если уместно, с использованием промежуточных элементов, таких как уплотнительные элементы, но без использования отрезков шлангов, трубок или тому подобного. Таким образом, сборочный процесс значительно упрощается, так как, в процессе установки узла на двигатель внутреннего сгорания, одновременно совместно образуется охлаждающий контур.

Подход согласно полезной модели имеет многочисленные преимущества. Во-первых, устраняются этапы сборки для образования охлаждающего контура, причем, также ликвидируются соединительные элементы, в результате чего, снижаются производственные затраты. При исключении соединительных элементов, также устраняется необходимость в обеспечении достаточного пространства для сборочных инструментов. Плотная компоновка узла привода благодаря компактной конструкции двигателя внутреннего сгорания тем самым делается возможной.

Во-вторых, пропускная способность хладагента через головку блока цилиндров и блок цилиндров может регулироваться посредством только одного регулировочного элемента, так как все из связанных магистралей ведут через узел в пространственно смежной конфигурации.

В силу того обстоятельства, что первая точка выпускного соединения присоединена или является присоединяемой ко второй точке подводящего соединения, предпочтительно, внутри узла или через отрезок магистрали, встроенного в узел, реализуется конфигурация сквозного потока последовательного соединения охлаждающих рубашек, причем, поток сначала проходит через охлаждающую рубашку головки блока цилиндров, а впоследствии, через охлаждающую рубашку блока цилиндров. Таким образом, хладагент, который уже был предварительно нагрет в головке блока цилиндров, протекает через блок цилиндров, то есть, хладагент, который нагрет в головке блока цилиндров, подвергается рециркуляции в блок цилиндров.

Посредством двигателя внутреннего сгорания согласно полезной модели, решается задача, на которой основана полезная модель, то есть, предусмотрен двигатель внутреннего сгорания, который компактен, и который гарантирует максимально возможно компактную компоновку узла привода в целом в моторном отсеке транспортного средства.

Дополнительные полезные варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания согласно зависимым пунктам формулы полезной модели будут подробнее описаны ниже.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых узел прикреплен к по меньшей мере одной головке блока цилиндров.

Указанный вариант осуществления предоставляет возможность для укорачивания длины магистрали, которая ведет в подводящее отверстие охлаждающей рубашки, которая встроена в головку блока цилиндров, и магистрали, которая присоединяется к выпускному отверстию указанной охлаждающей рубашки. Подобные преимущества получаются, если охлаждающая рубашка, которая встроена в блок цилиндров, питается хладагентом через головку блока цилиндров.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых узел содержит корпусную конструкцию. Корпусная конструкция предпочтительно имеет монолитную форму, предпочтительно, в форме нераздельной литой детали, и может служить, во-первых, в качестве опорной конструкции для элементов и компонентов, а, во-вторых, для крепления самого узла, то есть, для крепления к двигателю внутреннего сгорания или к головке блока цилиндров.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых первое выпускное отверстие образован в по меньшей мере одной головке блока цилиндров. Это вносит вклад в укорачивание длин магистралей, в частности, если узел прикреплен к по меньшей мере одной головке блока цилиндров.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых первая точка выпускного соединения присоединена непосредственно к первому выпускному отверстию. Этот вариант осуществления полезен, так как дополнительные элементы, такие как отрезки шлангов и трубок, не требуются для создания соединения между узлом, а таким образом, насосом и выпускным проемом.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых второе подводящее отверстие и/или второе выпускное отверстие образованы в по меньшей мере одной головке блока цилиндров. В данном случае, охлаждающие рубашки головки блока цилиндров с жидкостным охлаждением и блока цилиндров с жидкостным охлаждением присоединены друг к другу. Обмен хладагентом происходит между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров. Охлаждающая рубашка, встроенная в блок цилиндров, питается хладагентом через головку блока цилиндров.

Головка блока и блок, в ходе сборки, присоединяются друг к другу на своих торцевых сторонах для сборки, тем самым, формируются цилиндры, то есть, камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания. Второе подводящее отверстие и/или второе выпускное отверстие преимущественно расположены в головке блока цилиндров прилегающими к указанной торцевой стороне узла, чтобы упрощать подачу хладагента в блок через головку блока цилиндров, и чтобы укорачивать соответствующие магистрали.

Узел двигателя внутреннего сгорания согласно полезной модели особенно пригоден для конфигурации сквозного потока последовательного соединения охлаждающих рубашек, причем, поток сначала проходит через охлаждающую рубашку головки блока цилиндров, а впоследствии, через охлаждающую рубашку блока цилиндров. Этот подход отличается короткими магистралями в охлаждающем контуре.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых вторая точка подводящего соединения присоединена непосредственно ко второму подводящему отверстию.

Подобным образом, полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых вторая точка выпускного соединения присоединена непосредственно ко второму выпускному отверстию.

Два варианта осуществления, приведенных выше, дают такие же преимущества, как описанные вместе с непосредственным присоединением первой точки выпускного соединения к первому выпускному отверстию. Непосредственное присоединение точки соединения к связанному, то есть назначенному отверстию, полезно, так как имеет эффект, что дополнительные элементы, такие как отрезки шлангов и трубок не требуются для создания соединения между узлом, а таким образом, насосом и выпускным проемом.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых первая точка выпускного соединения, вторая точка выпускного соединения и/или вторая точка подводящего соединения выполнены в виде цилиндрических соединителей и за одно целое с корпусной конструкцией узла.

Если узел содержит корпусную конструкцию, полезны варианты осуществления, в которых насос хладагента расположен на той стороне узла, которая обращена от головки блока цилиндров, и указанный насос хладагента прикреплен к корпусной конструкции узла. Такие компоновка и крепление насоса преимущественно имеют эффект, что, на стороне, обращенной к головке блока цилиндров, достаточное пространство оставалось свободным для расположения точек соединения, для образования магистралей между указанными точками соединения и охлаждающими рубашками и для установки крепежей для крепления узла к головке блока цилиндров.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых насос хладагента выполнен с приводом тягового механизма, который служит в качестве привода и который расположен на той стороне узла, которая обращена к головке блока цилиндров.

Приводы тягового механизма доказали, что должны быть полезны для привода вспомогательных узлов двигателя внутреннего сгорания, например, для привода масляного насоса, насоса хладагента, генератора переменного тока, и тому подобного. Что касается привода, могут применяться ременные приводы или цепные приводы, в которых обобщены различные приводы, то есть, включены в категорию под выражением «привод тягового механизма».

Привод тягового механизма предназначен для передачи высокого крутящего момента с впускного вала привода, например, коленчатого вала или распределительного вала, на вспомогательные узлы, в данном случае, насос, с минимально возможными потерями энергии и с как можно меньшими расходами на содержание и техническое обслуживание при повторной подтяжке. Чтобы поддерживать приводной механизм под натяжением и, таким образом, гарантировать насколько возможно наиболее надежное и неизнашиваемое действие привода, предпочтительно, чтобы устройство натяжение было предусмотрено в подходящем местоположении на приводе.

Компоновка привода тягового механизма на той стороне узла, которая обращена к головке блока цилиндров, служит для защиты привода тягового механизма от попадания инородных тел. Корпусная конструкция предпочтительно снабжена выемкой для приема привода тягового механизма, какая выемка защищает привод тягового механизма на манер кожуха цепной передачи и гарантирует правильное функционирование.

Однако также могут быть полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых насос хладагента выполнен с электрическим приводом.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых насос для подачи хладагента является управляемым переменным образом. В таком случае, дополнительно возможно, чтобы пропускная способность хладагента находилась под влиянием или управлялась посредством давления подачи.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых узел содержит вакуумный насос. Вакуумный насос, например, может служить для содействия рулевому управлению или может использоваться вместе с усилителем тормозного усилия.

В этой связи, полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых корпусная конструкция узла по меньшей мере совместно образует корпус для вакуумного насоса. Сегмент корпуса для вакуумного насоса служит для дополнительного придания жесткости корпусной конструкции узла, при этом цельная форма корпусной конструкции устраняет необходимость в, то есть, дает возможность обходиться без, отдельного крепления вакуумного насоса к узлу. Также получаются преимущества в отношении сборочного процесса.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых распределительный вал, который установлен в головке блока цилиндров, служит в качестве привода для вакуумного насоса. Распределительный вал, который в целом приводится во вращение посредством коленчатого вала, и который обычно установлен в верхнем положении в головке блока цилиндров, преимущественно пригоден для приведения в движение вакуумного насоса, просто благодаря своей пространственной близости, при этом предпочтительно должно быть обеспечено непосредственное механическое присоединение распределительного вала к валу вакуумного насоса, например, соединение валов с непосредственным смыканием, опосредованным смыканием или образующее единое целое. Соединение в форме шарнирного соединения валов является возможным вариантом осуществления.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых привод тягового механизма содержит впускное колесо привода, которое приводится в движение вакуумным насосом, и которое присоединено через тяговый механизм к выпускному колесу привода, расположенному на валу насоса для системы охлаждения. Здесь, в приводе вакуумного насоса, предусмотрено колесо, которое приводится в движение вакуумным насосом, и которое служит, в приводе тягового механизма, в качестве впускного колеса привода для насоса хладагента.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых корпусная конструкция содержит дополнительный сегмент корпуса трубчатой формы. Подобно корпусу, уже описанному выше, для вакуумного насоса, любой дополнительный сегмент корпуса служит для дополнительного придания жесткости корпусной конструкции узла. Топливный насос или регулировочный механизм распределительного вала, например, может приниматься или вмещаться в сегменте корпуса трубчатой формы. Цельное образование сегмента корпуса с корпусной конструкцией устраняет необходимость в отдельном креплении соответствующего компонента и уменьшает расходование материала, а таким образом, также снижает вес и затраты.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых корпусная конструкция имеет по меньшей мере одну первую выемку для приема по меньшей мере одного пропорционального клапана.

Подоплекой этого варианта осуществления является то, что цель и назначение системы охлаждения жидкостного типа не состоят в том, чтобы отводить наибольшее возможное количество тепла из двигателя внутреннего сгорания во всех условиях работы. Фактически, требуется зависящее от потребности управление системой охлаждения жидкостного типа, которое помимо полной нагрузки также вводит поправку на режимы работы двигателя внутреннего сгорания, в которых полезнее, чтобы меньшее количество тепла или как можно меньшее количество тепла отводилось из двигателя внутреннего сгорания.

Для снижения потерь на трение и, таким образом, расхода топлива двигателя внутреннего сгорания, может быть целесообразен быстрый разогрев моторного масла, в частности после холодного запуска. Быстрый разогрев моторного масла во время фазы прогрева двигателя внутреннего сгорания обеспечивает соответственно быстрое снижение вязкости масла и, таким образом, трения и потерь на трение, в частности, в подшипниках, которые питаются маслом, например, подшипников коленчатого вала.

Быстрый нагрев моторного масла, чтобы снижать потери на трение, в основном может стимулироваться посредством быстрого прогрева самого двигателя внутреннего сгорания, которое, в свою очередь, поддерживается, то есть, форсируется в силу как можно меньшего количества тепла, отводимого из двигателя внутреннего сгорания во время фазы прогрева. В этом отношении, фаза прогрева двигателя внутреннего сгорания после холодного запуска является примером режима работы, в котором полезно, чтобы как можно меньшее количество тепла, предпочтительно, нисколько тепла, отводилось из двигателя внутреннего сгорания.

В двигателе внутреннего сгорания, который имеет головку блока цилиндров с жидкостным охлаждением, а также блок цилиндров с жидкостным охлаждением, подобно двигателю внутреннего сгорания, который является предметом настоящего полезной модели, полезно, чтобы пропускание хладагента через головку блока цилиндров и через блок цилиндров было регулируемым независимо друг от друга, в частности, так как два компонента термически нагружены в разных степенях и демонстрируют разное поведение при разогреве. Было бы полезным, чтобы поток хладагента через головку блока цилиндров и поток хладагента через блок цилиндров перекрывались в начале фазы прогрева, чтобы хладагент не протекал, а скорее оставался неподвижным в магистралях и в охлаждающей рубашке головки блока цилиндров и/или блока цилиндров, тем самым, ускорялся бы прогрев хладагента и нагрев двигателя внутреннего сгорания, ускорялся бы прогрев моторного масла, и поддерживалось бы снижение потерь на трение.

Обсуждаемый вариант осуществления имеет пропорциональный клапан для управления системой охлаждения жидкостного типа, указанный пропорциональный клапан является расположенным на выпускной стороне или на впускной стороне и управляющим как потоком хладагента через головку блока цилиндров двигателя, также и потоком хладагента через блок цилиндров. Ориентированное на потребности управление системой охлаждения жидкостного типа и ориентированное на потребности охлаждение двигателя внутреннего сгорания осуществляются посредством одиночного регулировочного элемента. Таким образом, уменьшаются затраты, вес и необходимое пространство для средства управления. Количество компонентов сокращается, в результате чего, фундаментально снижаются затраты на материальное обеспечение и затраты на сборку. Регулировочный элемент, например, может быть в виде вращающегося барабана с отверстиями, расположенными на поверхности оболочки.

Пропорциональный клапан, например, который активно управляется посредством контроллера двигателя, в своей основе дает возможность управляемого трехмерной характеристикой приведения в действие клапана и, соответственно, также температуры хладагента, которая приспосабливается под существующее состояние нагрузки двигателя внутреннего сгорания, например, более высокой температуры хладагента на более низких нагрузках, чем на высоких нагрузках. Посредством пропорционального клапана, который управляется посредством контроллера двигателя, потоки хладагента через головку блока цилиндров и блок цилиндров, а таким образом, количества отведенного тепла, могут регулироваться, то есть, регулироваться согласно потребности.

Пропорциональный клапан или связанный регулировочный элемент, могут принимать разные рабочие положения, например, рабочее положение, пригодное для фазы прогрева двигателя внутреннего сгорания, в которой хладагент течет через головку блока цилиндров, но не через блок цилиндров. Термически особенно высоко нагруженная головка блока цилиндров, в этом случае, подвергается прохождению потока хладагента и охлаждается. Предпочтительно возможно, чтобы скорость сквозного потока и, таким образом, количество тепла, отведенного из головки блока цилиндров, устанавливались посредством регулировки регулировочного элемента в пределах рабочего положения.

Посредством перевода пропорционального клапана в другое рабочее положение, блок цилиндров затем дополнительно открывается для хладагента, и хладагент течет через головку блока цилиндров и блок цилиндров. Предпочтительно возможно, чтобы скорость сквозного потока и, таким образом, количество тепла, отведенного из блока цилиндров, устанавливались посредством регулировки регулировочного элемента в пределах рабочего положения.

Два вышеприведенных рабочих положения предпочтительно дополнены дополнительным положением, в особенности, положением покоя, в котором охлаждение головки блока цилиндров также выведено из работы, то есть, поток хладагента через головку блока цилиндров полностью перекрыт.

Пропорциональный клапан предпочтительно регулируется в зависимости от определенных температуры Tcyl.-head головки блока цилиндров и/или температуры Tcyl.-block блока цилиндров. Таким образом, можно, чтобы головка блока цилиндров, а также блок цилиндров подвергались термостатированию или охлаждались согласно потребности.

Пропорциональный клапан оптимизирует управление охлаждением и, в своей основе, дает возможность манипулирования управлением тепловым режимом двигателя внутреннего сгорания в фазе прогрева и управлением тепловым режимом прогретого двигателя внутреннего сгорания.

Чтобы гарантировать функциональное охлаждение даже в случае отказа пропорционального клапана, полезно, чтобы саморегулирующийся в зависимости от температуры клапан был предусмотрен для управления системой охлаждения жидкостного типа, такой клапан обычно также указывается ссылкой как управляемый термостатом клапан. Управляемый термостатом клапан указанного типа имеет реагирующий на температуру элемент, который подвергается попаданию хладагента, при этом линия, которая ведет через клапан, перекрывается или открывается - в большей или меньшей степени - в зависимости от температуры хладагента в элементе. Управляемый термостатом клапан обеспечивает поток хладагента и, таким образом, достаточное охлаждение, даже в случае дефектного пропорционального клапана.

Поэтому, полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых корпусная конструкция имеет по меньшей мере одну вторую выемку для приема по меньшей мере одного управляемого термостатом клапана.

Могут быть полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в которых по меньшей мере одна головка блока цилиндров имеет две встроенных и взаимосвязанных охлаждающих рубашки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Полезная модель будет подробнее описана ниже на основе примерного варианта осуществления согласно фигурам 1a и 1b. На фигурах:

Фиг. 1 схематично показывает общий вид задней стороны модульного узла по первому варианту осуществления двигателя внутреннего сгорания, и

Фиг. 2 схематично показывает общий вид передней стороны модульного узла, проиллюстрированного на фиг. 1, в установленном положении.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Фиг. 1 схематично показывает общий вид задней стороны 1а модульного узла 1 по первому варианту осуществления двигателя внутреннего сгорания, причем, задняя сторона обращена к головке 2 блока цилиндров, когда узел 1 находится в установленном положении (смотрите также фиг. 2). Фиг. 2 показывает вид передней стороны lb модульного узла 1, проиллюстрированного на фиг. 1, в установленном положении.

Модульный узел 1 является частью охлаждающего контура двигателя внутреннего сгорания и служит для присоединения выпускных отверстий 5а охлаждающих рубашек, которые встроены в головку 2 блока цилиндров и блок 3 цилиндров, к подводящим отверстиям 4а, с этой целью, узел 1 расположен смежно короткой торцевой стороне головки 2 блока цилиндров (также смотрите фиг. 2).

Проиллюстрированный узел 1 содержит корпусную конструкцию 7 и, на своей задней стороне 1а, первую точку 5а выпускного соединения, вторую точку 4b подводящего соединения и вторую точку 5b выпускного соединения, при этом точки 4b, 5а, 5b соединения выполнены в виде цилиндрических соединителей и за одно целое с корпусной конструкцией 7 узла 1.

Хладагент, выходящий из охлаждающей рубашки головки 2 блока цилиндров через первое выпускное отверстие 5a, поступает в узел 1 через первую точку 5a выпускного соединения и, впоследствии, проводится внутри узла 1, через встроенный отрезок магистрали, во вторую точку 4b подводящего соединения, из которой хладагент подается - в данном случае, через головку 2 блока цилиндров - в охлаждающую рубашку блока 3 цилиндров. После протекания через охлаждающую рубашку блока 3 цилиндров, хладагент снова поступает в узел 1 через вторую точку 5b выпускного соединения. Следовательно, поток последовательно проходит через охлаждающую рубашку головки 2 блока цилиндров и охлаждающую рубашку блока 3 цилиндров, причем, поток сначала проходит через охлаждающую рубашку головки 2 блока цилиндров, а впоследствии, через охлаждающую рубашку блока 3 цилиндров.

Узел 1 также содержит вакуумный насос 10, вал 10b которого приводится в движение (не проиллюстрировано) распределительным валом, который установлен в головке 2 блока цилиндров. Корпусная конструкция 7 узла 1 совместно образует часть корпуса 10a вакуумного насоса 10. То обстоятельство, что корпус 10a образован за одно целое с корпусной конструкцией 7, устраняет необходимость в отдельном креплении.

Что касается подачи хладагента, предусмотрен насос 9 хладагента, который расположен на передней стороне 1b узла 1, то есть, на той стороне узла 1, которая обращена от головки 2 блока цилиндров, и указанный насос хладагента крепится посредством своего корпуса 9а к корпусной конструкции 7 узла 1.

Насос 9 хладагента приводится в движение посредством привода 11 тягового механизма, который расположен на той стороне узла 1, которая обращена к головке 2 блока цилиндров, то есть, на задней стороне 1а. Привод 11 тягового механизма содержит впускное колесо 11а привода, которое приводится в движение вакуумным насосом 10, и которое расположено на валу 10b вакуумного насоса 10, указанное впускное колесо привода присоединяется через тяговый механизм 11с, в данном случае, ремень 11с, к выпускному колесу 11b привода, расположенному на валу 9b насоса 9 хладагента. Корпусная конструкция 7 имеет коробчатую выемку 7d для приема привода 11 тягового механизма.

Более того, корпусная конструкция 7 содержит сегмент 7 с корпуса трубчатой формы, который служит для дополнительного придания жесткости корпусной конструкции 7, и который может вмещать топливный насос или регулировочный механизм распределительного вала.

Кроме того, корпусная конструкция 7 имеет первую выемку 7а для приема пропорционального клапана 8а и вторую выемку 7b для приема управляемого термостатом клапана 8b. Два клапана 8а, 8b служат для управления потоками хладагента. Например, можно, чтобы хладагент подавался непосредственно в насос 9 хладагента, обходя теплообменник, через шунтирующую магистраль 12. Иллюстрация также показывает часть магистрали 13 хладагента из теплообменника.

Как может быть видно по фиг. 2, узел 1, в установленном положении, прикреплен к головке 2 блока цилиндров. Узел 1 имеет, на своей передней стороне 1b, первую точку 4a' подводящего соединения, которая расположена на насосе 9 хладагента, и которая присоединена через отрезок трубки к первому подводящему отверстию 4a охлаждающей рубашки, которая встроена в головку 2 блока цилиндров.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - Модульный узел

1a - Задняя сторона

1b - Передняя сторона

2 - Головка блока цилиндров

3 - Блок цилиндров

4a - Первое подводящее отверстие

4a - Первая точка подводящего соединения

4b - Вторая точка подводящего соединения

5a - Первое выпускное отверстие

5a - Первая точка выпускного соединения

5b - Вторая точка выпускного соединения

6 - Торцевая сторона узла

7 - Корпусная конструкция

7a - Первая выемка

7b - Вторая выемка

7c - Сегмент корпуса трубчатой формы

7d - Коробчатая выемка

8a - Пропорциональный клапан

8b - Управляемый термостатом клапан

9 - Насос хладагента

9a - Корпус для насоса хладагента

9b - Вал насоса хладагента

10 - Вакуумный насос

10a - Корпус для вакуумного насоса

10b - Вал вакуумного насоса

11 - Привод тягового механизма

11a - Впускное колесо привода

11b - Выпускное колесо привода

11c - Тяговый механизм, ремень

12 - Шунтирующая магистраль

13 - Магистраль хладагента из теплообменника

1. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащий по меньшей мере одну головку (2) блока цилиндров и один блок (3) цилиндров, в котором

по меньшей мере одна головка (2) блока цилиндров снабжена по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, причем указанная первая охлаждающая рубашка содержит на впускной стороне первое подводящее отверстие (4а) для подачи хладагента и на выпускной стороне первое выпускное отверстие (5а) для выпуска хладагента, и блок (3) цилиндров снабжен по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, при этом указанная связанная с блоком охлаждающая рубашка содержит на впускной стороне второе подводящее отверстие для подачи хладагента и на выпускной стороне, второе выпускное отверстие, предусмотренное для выпуска хладагента, причем для образования охлаждающего контура выпускные отверстия (5а) выполнены по меньшей мере с возможностью присоединения к подводящим отверстиям (4а) через модульный узел (1), при этом модульный узел (1) расположен смежно короткой торцевой стороне по меньшей мере одной головки (2) блока цилиндров и содержит насос (9) для подачи хладагента, причем первая точка (4а) подводящего соединения предназначена для первого подводящего отверстия (4а), вторая точка (4b) подводящего соединения предназначена для второго подводящего отверстия, первая точка (5а) выпускного соединения предназначена для первого выпускного отверстия (5а), вторая точка (5b) выпускного соединения предназначена для второго выпускного отверстия и первая точка (5а) выпускного соединения выполнена по меньшей мере с возможностью присоединения ко второй точке (4b) подводящего соединения.

2. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором узел (1) прикреплен к по меньшей мере одной головке (2) блока цилиндров.

3. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором узел (1) содержит корпусную конструкцию (7).

4. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором первое выпускное отверстие (5а) выполнено в по меньшей мере одной головке (2) блока цилиндров.

5. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором первая точка (5а) выпускного соединения присоединена непосредственно к первому выпускному отверстию (5а).

6. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором второе подводящее отверстие и/или второе выпускное отверстие выполнены в по меньшей мере одной головке (2) блока цилиндров.

7. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором вторая точка (4b) подводящего соединения присоединена непосредственно ко второму подводящему отверстию.

8. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором вторая точка (5b) выпускного соединения присоединена непосредственно ко второму выпускному отверстию.

9. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором первая точка (5а) выпускного соединения, вторая точка (5b) выпускного соединения и/или вторая точка (4b) подводящего соединения выполнены в виде цилиндрических соединителей и за одно целое с корпусной конструкцией (7) узла (1).

10. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 3, в котором насос (9) хладагента расположен на той стороне узла (1), которая обращена от головки (2) блока цилиндров, причем указанный насос хладагента прикреплен к корпусной конструкции (7) узла (1).

11. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором насос (9) хладагента снабжен приводом (11) тягового механизма, который служит в качестве привода и который расположен на той стороне узла (1), которая обращена к головке (2) блока цилиндров.

12. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 10, в котором узел (1) содержит вакуумный насос (10).

13. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 12, в котором корпусная конструкция (7) узла (1) по меньшей мере совместно образует корпус (10а) для вакуумного насоса (10).

14. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 12, в котором распределительный вал, установленный в головке (2) блока цилиндров, служит в качестве привода для вакуумного насоса (10).

15. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 12, в котором привод (11) тягового механизма содержит впускное колесо (11а) привода, приводимое в движение вакуумным насосом (10), и которое присоединено через тяговый механизм (11с) к выпускному колесу (11b) привода, расположенному на валу (9b) насоса (9) хладагента.

16. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 10 или 12, в котором корпусная конструкция (7) содержит дополнительный сегмент (7с) корпуса трубчатой формы.

17. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 10 или 12, в котором корпусная конструкция (7) имеет по меньшей мере одну первую выемку (7а) для приема по меньшей мере одного пропорционального клапана (8а).

18. Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением по п. 10 или 12, в котором корпусная конструкция (7) имеет по меньшей мере одну вторую выемку (7b) для приема по меньшей мере одного управляемого термостатом клапана (8b).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также дизельных двигателей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также дизельных двигателей
Наверх